▶ ハミルトン・サンドストランド・コーポレイションの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-15
(45)【発行日】2023-09-26
(54)【発明の名称】軸受および回転機
(51)【国際特許分類】
F16C 27/02 20060101AFI20230919BHJP
F01D 25/04 20060101ALI20230919BHJP
F01D 25/16 20060101ALI20230919BHJP
F04D 29/057 20060101ALI20230919BHJP
【ＦＩ】
F16C27/02 A
F01D25/04
F01D25/16 A
F04D29/057 Z
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2021207747
(22)【出願日】2021-12-22
(62)【分割の表示】P 2017145006の分割
【原出願日】2017-07-27
(65)【公開番号】P2022036127
(43)【公開日】2022-03-04
【審査請求日】2021-12-22
(31)【優先権主張番号】15/238,301
(32)【優先日】2016-08-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500107762
【氏名又は名称】ハミルトン・サンドストランド・コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】ＨＡＭＩＬＴＯＮ ＳＵＮＤＳＴＲＡＮＤ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100086232
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 博通
(74)【代理人】
【識別番号】100092613
【弁理士】
【氏名又は名称】富岡 潔
(72)【発明者】
【氏名】リチャード エー．ヒメルマン
【審査官】藤村 聖子
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１０４４５４９９２（ＣＮ，Ａ）
【文献】国際公開第２００９／０５４５６０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｃ ２７／０２
Ｆ０１Ｄ ２５／０４
Ｆ０１Ｄ ２５／１６
Ｆ０４Ｄ ２９／０５７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１部分及び前記第１部分に隣接する第２部分を有する軸受スリーブと、前記軸受スリーブの前記第１部分の内面に沿って延在する複数のリーフフォイルと、
前記軸受スリーブの前記第２部分の内面に沿って延在する金属メッシュと、
前記第２部分の前記金属メッシュの内面に沿って延在するトップフォイルと、
を備える、軸受。
【請求項2】
前記軸受スリーブが、前記第１部分において、前記第２部分における第２肉厚よりも厚い第１肉厚を有する、請求項１に記載の軸受。
【請求項3】
前記軸受スリーブが、複数の切欠部を含み、前記複数のリーフフォイルの各々の第１端部は、前記複数の切欠部の１つ内に位置しており、前記複数のリーフフォイルの各々の第２端部は、隣接するリーフフォイルに重複する、請求項１に記載の軸受。
【請求項4】
前記第２部分に隣接する、前記軸受スリーブの第３部分と、前記軸受スリーブの前記第３部分の内面に沿って延在する複数のリーフフォイルと、
をさらに備える、
請求項１に記載の軸受。
【請求項5】
前記第１部分に隣接する、前記軸受スリーブの第３部分と、前記軸受スリーブの前記第３部分の内面に沿って延在する金属メッシュと、
をさらに備え、
前記トップフォイルが前記第３部分の前記金属メッシュの内面に沿って延在する、
請求項１に記載の軸受。
【請求項6】
回転機において回転するよう構成されるシャフトと、前記シャフトよりも外側に位置する静止部品と、
前記シャフトと前記静止部品との間に位置する請求項１に記載の軸受と、
を備えた、回転機。
【請求項7】
第１部分及び前記第１部分に隣接する第２部分を有する軸受スリーブと、前記軸受スリーブの前記第１部分の内面に沿って延在する複数のフォイル片と、
前記軸受スリーブの前記第２部分の内面に沿って延在する金属メッシュと、
前記第１部分の前記複数のフォイル片の内面及び前記第２部分の前記金属メッシュの内面に沿って延在するトップフォイルと、
を備える、軸受。
【請求項8】
前記軸受スリーブが、前記第１部分において、前記第２部分における第２肉厚よりも厚い第１肉厚を有する、請求項７に記載の軸受。
【請求項9】
前記複数のフォイル片が、前記第１部分の第１の領域に位置する第１の複数のフォイル片であり、前記第１部分の第２の領域に位置する第２の複数のフォイル片をさらに備える、請求項７に記載の軸受。
【請求項10】
複数の支持部が、軸受スリーブ内に延在するとともに、前記第１部分の前記第１の領域および前記第２の領域を画定するように構成され、前記第１の複数のフォイル片が、カンチレバーを形成するように配置され、前記第２の複数のフォイル片がカンチレバーを形成するように配置される、請求項９に記載の軸受。
【請求項11】
前記第２部分に隣接する、前記軸受スリーブの第３部分と、前記軸受スリーブの前記第３部分の内面に沿って延在する複数のフォイル片と、
をさらに備え、
前記トップフォイルが前記第３部分の前記複数のフォイル片の内面に沿って延在する、
請求項７に記載の軸受。
【請求項12】
前記第１部分に隣接する、前記軸受スリーブの第３部分と、前記軸受スリーブの前記第３部分の内面に沿って延在する金属メッシュと、
をさらに備え、
前記トップフォイルが前記第３部分の前記金属メッシュの内面に沿って延在する、
請求項７に記載の軸受。
【請求項13】
回転機において回転するよう構成されるシャフトと、前記シャフトよりも外側に位置する静止部品と、
前記シャフトと前記静止部品との間に位置する請求項７に記載の軸受と、
を備えた、回転機。
【請求項14】
第１部分及び前記第１部分に隣接する第２部分を有する軸受スリーブと、前記軸受スリーブの前記第１部分の内面に沿って延在するスプリングフォイルと、
前記軸受スリーブの前記第２部分の内面に沿って延在する金属メッシュと、
前記第１部分の前記スプリングフォイルの内面に沿って延在する第１トップフォイルと、
前記第２部分の前記金属メッシュの内面に沿って延在する第２トップフォイルと、
を備える、軸受。
【請求項15】
前記軸受スリーブが、前記第１部分において、前記第２部分における第２肉厚よりも厚い第１肉厚を有する、請求項１４に記載の軸受。
【請求項16】
前記第１部分において前記軸受スリーブから延在する第１の突出部と、前記第１部分において前記軸受スリーブから延在する第２の突出部と、
を備え、
前記第１部分は、前記第１の突出部および前記第２の突出部によって画定された第１の領域および第２の領域を含む、請求項１４に記載の軸受。
【請求項17】
前記スプリングフォイルが、前記第１の領域に位置する第１スプリングフォイルであり、前記第１トップフォイルが、前記第１スプリングフォイルの内面に沿って前記第１の突出部から前記第２の突出部へと延在し、前記軸受スリーブの前記第１部分の内面に沿って延在するとともに、前記第２の領域に位置する第２スプリングフォイルと、
前記第１部分における前記第２スプリングフォイルの内面に沿って前記第２の突出部から前記第１の突出部へと延在する第３トップフォイルと、
をさらに備える、請求項１６に記載の軸受。
【請求項18】
前記第２部分に隣接する、前記軸受スリーブの第３部分と、前記軸受スリーブの前記第３部分の内面に沿って延在するスプリングフォイルと、
前記第３部分の前記スプリングフォイルの内面に沿って延在する第３トップフォイルと、
をさらに備える、請求項１４に記載の軸受。
【請求項19】
前記第１部分に隣接する、前記軸受スリーブの第３部分と、前記軸受スリーブの前記第３部分の内面に沿って延在する金属メッシュと、
前記第３部分の前記金属メッシュの内面に沿って延在する第３トップフォイルと、
をさらに備えた、請求項１４に記載の軸受。
【請求項20】
回転機において回転するよう構成されるシャフトと、前記シャフトよりも外側に位置する静止部品と、
前記シャフトと前記静止部品との間に位置する請求項１４に記載の軸受と、
を備えた、回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は概して軸受に関し、より詳細には、ハイブリッドフォイル軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
エアサイクルマシンは、航空機キャビンに送出するための空気を調和する、航空機内の環境統制システムにおいて利用される。調和空気とは、航空機乗客の快適性及び安全性のために望ましい温度、圧力、及び湿度の空気である。地表面またはその付近において、周囲空気温度及び／または湿度はしばしば十分に高くなり、空気を航空機キャビンに送出する前に、空調プロセスの一環として、冷却しなければならなくなる。飛行高度において、周囲空気は望まれるよりもはるかに冷たい場合が多いが、このような低圧において、空調プロセスの一環として周囲空気を許容圧力に圧縮しなければならない。飛行高度において周囲空気を圧縮することにより、周囲空気温度が非常に低い場合であっても、得られる圧縮空気は十分に加熱され、冷却されなければならなくなる。このように、ほとんどの条件下で、空気が航空機キャビンに送出される前に、エアサイクルマシンによって空気から熱を除去しなければならない。キャビンエアコンプレッサは、環境統制システムにおいて利用する空気を圧縮するために利用することができる。キャビンエアコンプレッサはコンプレッサ部を駆動するモータを含み、コンプレッサ部が次に、キャビンエアコンプレッサを流れる空気を圧縮する。
【0003】
エアサイクルマシン及びキャビンエアコンプレッサはいずれも、回転する中心軸まで延在するシャフトを有する。軸受はシャフトよりも外側に位置し、回転シャフトと静止部品との間の摩擦を低減する。従来、エアサイクルマシン及びキャビンエアコンプレッサにおいて玉軸受が利用されてきた。玉軸受は、摩耗が早く、そのために頻繁に交換が必要であるという制約に直面する。さらに、玉軸受には、作動のためのオイルが必要であり、空気が航空機キャビンに送出される前に、オイルのにおいがエアサイクルマシン及び／またはキャビンエアコンプレッサを流れる空気にしみ出す可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
玉軸受の制限を克服するために、空気軸受（air bearings）がその後、エアサイクルマシン及びキャビンエアコンプレッサにおける利用のために開発された。空気軸受は回転部と軸受部品との間に、軸受として作用するような空隙を作る。利用することができる空気軸受の例として、バンプフォイル軸受（bump foil bearing）及び金属メッシュ軸受（metal mesh bearing）がある。バンプフォイル軸受は、トップフォイルと軸受スリーブとの間に位置するバンプフォイルを含む。金属メッシュ軸受は、トップフォイルと軸受スリーブとの間に位置する金属メッシュを含む。バンプフォイル軸受及び金属メッシュ軸受の両方とともに、トップフォイルはシャフトの周囲に位置する。空気がシャフトに沿って流れるにつれて、トップフォイルはシャフトよりも外側に押し出され、回転シャフトとトップフォイルとの間に空隙を作る。バンプフォイル軸受は高い剛性を有し、高い負荷を支持することができるが、低い減衰特性（dampening characteristics）を有する。低い減衰特性は、シャフトの制御不能な振動の問題である、分数調波回転（sub-synchronous whirl）として知られる現象につながる可能性がある。金属メッシュ軸受は高い減衰特性を有するが、経時的にたわんでシャフトを偏心させる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
軸受が、第１部分及び、第１部分に隣接する第２部分を有する軸受スリーブを含む。バンプフォイルが軸受スリーブの第１部分の内面に沿って延在し、金属メッシュが軸受スリーブの第２部分の内面に沿って延在する。トップフォイルが、第１部分のバンプフォイル及び第２部分の金属メッシュの内面に沿って延在する。
【0006】
回転機が、回転機において回転するよう構成されたシャフト、シャフトよりも外側に位置する静止部品、及び、シャフトと静止部品との間に位置するハイブリッドフォイル軸受（hybrid foil bearing）を含む。ハイブリッドフォイル軸受は、第１バンプフォイル部と、第１バンプフォイル部に隣接する第１金属メッシュ部を有する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】エアサイクルマシンの断面図である。
【図2】エアコンプレッサの断面図である。
【図3】ハイブリッドフォイル軸受の第１実施形態の断面図である。
【図6】ハイブリッドフォイル軸受の第２実施形態の断面図である。
【図7】ハイブリッドフォイル軸受の第３実施形態の断面図である。
【図8】ハイブリッドフォイル軸受の第４実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
図１は、ファン部１２、コンプレッサ部１４、第１タービン部１６、第２タービン部１８、タイロッド（tie rod）２０、ファン及びコンプレッサハウジング２２、シールプレート２４、第１タービンハウジング２６、ならびに第２タービンハウジング２８を含む、エアサイクルマシン１０の断面図である。図１にはまた、軸Ａが示される。
【0009】
ファン部１２、コンプレッサ部１４、第１タービン部１６、及び第２タービン部１８は全て、タイロッド２０に取り付けられる。タイロッド２０は、軸Ａの周囲を回転する。ファン及びコンプレッサハウジング２２は、留め具を用いてシールプレート２４及び第１タービンハウジング２６に接合される。シールプレート２４は、ファン及びコンプレッサハウジング２２における流路を第１タービンハウジング２６における流路から分離する。第１タービンハウジング２６は留め具を用いて第２タービンハウジング２８に接合される。ファン及びコンプレッサハウジング２２、第１タービンハウジング２６、ならびに第２タービンハウジング２８はともに、エアサイクルマシン１０のためのハウジング全体を形成する。ファン及びコンプレッサハウジング２２は、ファン部１２及びコンプレッサ部１４を収容し、第１タービンハウジング２６は第１タービン部１６を収容し、第２タービンハウジング２８は第２タービン部１８を収容する。
【0010】
ファン部１２は、ファン入口３０、ファンダクト３２、ファン出口３４、及びファンロータ３６を含む。ファン部１２は通常、ラムエアスクープから、あるいは、関連するガスタービンまたは他の航空機部品からラムエアを引き込む。空気はファン入口３０に引き込まれ、ファンダクト３２内を通ってファン出口３４に至る。ファンロータ３６は、ファン入口３０に隣接するファンダクト３２内に位置し、タイロッド２０に取り付けられ、タイロッド２０とともに回転する。ファンロータ３６は空気をファン部１２に引き込み、空気にエアサイクルマシン１０を経由させる。
【0011】
コンプレッサ部１４は、コンプレッサ入口４０、コンプレッサダクト４２、コンプレッサ出口４４、コンプレッサロータ４６、及びディフューザ４８を含む。空気はコンプレッサ入口４０内を経由し、コンプレッサダクト４２内を通ってコンプレッサ出口４４に至る。コンプレッサロータ４６及びディフューザ４８は、コンプレッサダクト４２内に位置する。コンプレッサロータ４６はタイロッド２０に取り付けられ、タイロッド２０とともに回転し、コンプレッサダクト４２を流れる空気を圧縮する。ディフューザ４８は、コンプレッサロータ４６によって圧縮された後にコンプレッサ空気を流すことができる静的構造体である。ディフューザ４８から流出する空気はその後、コンプレッサ出口４４を通ってコンプレッサダクト４２から流出することができる。
【0012】
第１タービン部１６は、第１タービン入口５０、第１タービンダクト５２、第１タービン出口５４、及び第１タービンロータ５６を含む。空気は第１タービン入口５０内を経由し、第１タービンダクト５２を通って第１タービン出口５４へと至る。第１タービンロータ５６は第１タービンダクト５２内に位置し、タイロッド２０に取り付けられ、タイロッド２０とともに回転する。第１タービンロータ５６は第１タービン部１６を通過する空気からエネルギーを抽出し、タイロッド２０を回転駆動する。
【0013】
タービン部１８は、第２タービン入口６０、第２タービンダクト６２、第２タービン出口６４、及び第２タービンロータ６６を含む。空気は第２タービン入口６０内を経由し、第２タービンダクト６２を通って第２タービン出口６４に至る。第２タービンロータ６６は第２タービンダクト６２内に位置し、タイロッド２０に取り付けられ、タイロッド２０とともに回転する。第２タービンロータ６６は、第２タービン部１８を通過する空気からエネルギーを抽出し、タイロッド２０を回転駆動する。
【0014】
エアサイクルマシン１０は、第１軸受７０、第１回転シャフト７２、第２軸受７４、及び第２回転シャフト７６をさらに含む。第１軸受７０はファン部１２内に位置し、ファン及びコンプレッサハウジング２２によって支持される。第１回転シャフト７２は、ファンロータ３４とコンプレッサロータ４４との間に延在し、ファンロータ３４及びコンプレッサロータ４４とともに回転する。第１回転シャフト７２の半径方向外側表面は、第１軸受７０の半径方向内側表面に隣接する。第２軸受７４は第１タービン部１６内に位置し、第１タービンハウジング２６によって支持される。第２回転シャフト７６は第１タービンロータ５４と第２タービンロータ６４との間に延在し、第１タービンロータ５４及び第２タービンロータ６４とともに回転する。第２回転シャフト７６の半径方向外側表面は、第２軸受７４の半径方向内側表面に隣接する。
【0015】
図２は、エアコンプレッサ１００の断面図である。エアコンプレッサ１００は、モータ１０２、コンプレッサ部１０４、及びタイロッド１０６を含む。図２にはまた、軸Ｂが示される。モータ１０２は、エアコンプレッサ１００内でコンプレッサ部１０４を駆動する。タイロッド１０６はエアコンプレッサ１００を通って延在し、軸Ｂを中心とする。モータ１０２及びコンプレッサ部１０４は、タイロッド１０６に取り付けられる。モータ１０２はタイロッド１０６を駆動しそれを回転させ、それが次にコンプレッサ部１０４を回転させる。
【0016】
モータ１０２は、モータハウジング１１０、モータロータ１１２、及びモータ固定子１１４を含む。モータハウジング１１０は、モータロータ１１２及びモータ固定子１１４を囲む。モータ１０２は、モータ固定子１１４内に配置されるモータロータ１１２を有する電動モータである。モータロータ１１２は、軸Ｂの周囲を回転可能である。モータロータ１０２はタイロッド１０６に取り付けられ、エアコンプレッサ１００内でタイロッド１０６を回転駆動する。
【0017】
コンプレッサ部１０４は、コンプレッサハウジング１２０、コンプレッサ入口１２２、コンプレッサ出口１２４、及びコンプレッサロータ１２６を含む。コンプレッサハウジング１２０は、コンプレッサ入口１２２を形成するダクト及び、コンプレッサ出口１２４を形成するダクトを含む。コンプレッサ入口１２２は、空気をコンプレッサ部１０４内に引き込む。コンプレッサロータ１２６は、コンプレッサハウジング１２０内に位置する。コンプレッサロータ１２６はモータ１０２によって駆動され、タイロッド１０６に取り付けられて、タイロッド１０６とともに軸Ｂの周囲を回転する。コンプレッサ入口１２２を通じてコンプレッサ部１０４に引き込まれる空気は、コンプレッサ出口１２４を通じてコンプレッサ部１０４から流出する前に、コンプレッサロータ１２６によって圧縮される。
【0018】
エアコンプレッサ１００は、第１軸受１３０、第１回転シャフト１３２、第２軸受１３４、及び第２回転シャフト１３６をさらに含む。第１軸受１３０はモータ１０２内に位置し、モータハウジング１１０によって支持される。第１回転シャフト１３２はタイロッド１０６に取り付けられ、タイロッド１０６とともに回転する。第１回転シャフト１３２の半径方向外側表面は、第１軸受１３０の半径方向内側表面に隣接する。第２軸受１３４はモータ１０２内に位置し、モータハウジング１１０によって支持される。第２回転シャフト１３６はモータロータ１１２とコンプレッサロータ１２６との間に延在し、モータロータ１１２及びコンプレッサロータ１２６とともに回転する。第２回転シャフト１３６の半径方向外側表面は、第２軸受１３４の半径方向内側表面に隣接する。
【0019】
図３～８により、ハイブリッドフォイル軸受の様々な実施形態を示す。ハイブリッドフォイル軸受の実施形態のいずれかは、図１に示すエアサイクルマシン１０及び／または図２に示すエアコンプレッサ１００において利用することができる。図１に示すエアサイクルマシン１０及び図２に示すエアコンプレッサ１００は、例示的な回転機であり、ハイブリッドフォイル軸受は他の回転機においても利用することができる。
【0020】
図３は、ハイブリッドフォイル軸受（hybrid foil bearing）２００の第１実施形態の断面図である。ハイブリッドフォイル軸受２００は、第１フォイル部２１０、金属メッシュ部（metal mesh portion）２１２、第２フォイル部２１４、軸受スリーブ（bearing sleeve）２２０、第１フォイル２２２、金属メッシュ２２４、第２フォイル２２６、及びトップフォイル（top foil）２２８を含む。図３にはまた、軸Ｚが示される。
【0021】
ハイブリッドフォイル軸受２００は、第１フォイル部２１０、金属メッシュ部２１２、及び第２フォイル部２１４を含む３つの部位を含む。金属メッシュ部２１２は、第１フォイル部２１０と第２フォイル部２１４との間に位置する。軸受スリーブ２２０は円筒形状を有し、ハイブリッドフォイル軸受２００の本体部を形成する。図３から分かる通り、軸Ｚは軸受スリーブ２２０の中心に延在する。軸受スリーブ２２０は第１フォイル部２１０及び第２フォイル部２１４において第１肉厚Ｔ1を、また、金属メッシュ部２１２において第２肉厚Ｔ2を有する。第１肉厚Ｔ1は第２肉厚Ｔ2よりも厚い。代替的な実施形態において、軸受スリーブ２２０は、軸受スリーブ２２０の全体にわたって同一の厚さを有する場合がある。
【0022】
第１フォイル２２２は円筒形状であり、第１フォイル部２１０における軸受スリーブ２２０の内面に隣接するように、軸受スリーブ２２０内に配置される。金属メッシュ２２４は円筒形状であり、金属メッシュ部２１２における軸受スリーブ２２０の内面に隣接するように、軸受スリーブ２２０内に配置される。第２フォイル２２６は円筒形状であり、第２フォイル部２１４における軸受スリーブ２２０の内面に隣接するように、軸受スリーブ２２０内に配置される。トップフォイル２２８は円筒形状であり、軸受スリーブ２２０内に位置する。トップフォイル２２８は、第１フォイル２２２、金属メッシュ２２４、及び第２フォイル２２６の内面に隣接する。
【0023】
図４は、図３の４－４線による、ハイブリッドフォイル軸受２００の金属メッシュ部２１２の断面図である。金属メッシュ部２１２は、軸受スリーブ２２０、金属メッシュ２２４、トップフォイル２２８、及び空気軸受間隙（air bearing gap）２３０を含む。図３にはまた、シャフトＳが示される。
【0024】
軸受スリーブ２２０は、ハイブリッドフォイル軸受２００の金属メッシュ部２１２の外側本体部を形成する。金属メッシュ２２４は、金属メッシュ部２１２内に軸受スリーブ２２０の内面に沿って位置する。金属メッシュ２２４は、ランダムに絡まり合う複数の金属線を含む。金属メッシュ２２４は、任意の好適な金属によって作成することができる。トップフォイル２２８は、金属メッシュ２２４の内面に沿って位置する。トップフォイル２２８の第１端部は金属メッシュ２２４内に延在し、トップフォイル２２８の位置を保持する。代替的な実施形態において、トップフォイル２２８の第１端部は、金属メッシュ２２４を通って軸受スリーブ２２０内に延在する。トップフォイル２２８の第１端部とトップフォイル２２８の第２端部との間には、空気がシャフトＳとトップフォイル２２８との間の空間に流入することができるように、間隙が存在する。シャフトＳはトップフォイル２２８に隣接して位置し、ハイブリッドフォイル軸受２００の金属メッシュ部２１２を通って延在する。
【0025】
シャフトＳが回転するにつれて、ハイブリッドフォイル軸受２００内の空気はトップフォイル２２８を半径方向外側に押し出し、トップフォイル２２８をさらに金属メッシュ２２４内に押し入れる。これにより、シャフトＳとトップフォイル２２８との間に空気軸受間隙２３０が形成される。金属メッシュ部２１２における金属メッシュ２２４の利用により、振動を吸収することが可能な絡まり合う複数の線に起因した互いに接触する多数の表面を金属メッシュ２２４が有するため、金属メッシュ部２１２に高い減衰特性が与えられる。金属メッシュ部２１２の高い減衰特性は、ハイブリッドフォイル軸受２００内で回転するシャフトＳに起因する振動を低減する。
【0026】
図５Ａ～５Ｆは、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０の異なる実施形態を示す。
【0027】
図５Ａは、図３の５－５線による、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ａの第１実施形態の断面図である。フォイル部２１０Ａは、軸受スリーブ２２０、バンプフォイル２２２Ａ、トップフォイル２２８、及び空気軸受間隙２３０を含む。
【0028】
軸受スリーブ２２０は、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ａの外側本体部を形成する。バンプフォイル２２２Ａは、フォイル部２１０Ａにおいて軸受スリーブ２２０の内面に沿って位置する。バンプフォイル２２２Ａは、その薄板に沿って延在する波形部分を含む。波形部分は、剛性及び負荷容量に応じた大きさとすることができる。トップフォイル２２８は、バンプフォイル２２２Ａの内面に沿って位置する。トップフォイル２２８の第１端部は半径方向外側に延在し、バンプフォイル２２２Ａに隣接して、トップフォイル２２８を所定の位置に保持する。トップフォイル２２８の第１端部とトップフォイル２２８の第２端部との間には、空気がシャフトＳとトップフォイル２２８との間の空間に流入することができるように、間隙が存在する。シャフトＳはトップフォイル２２８に隣接して位置し、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ａを通って延在する。
【0029】
シャフトＳが回転するにつれて、ハイブリッドフォイル軸受２００内の空気はトップフォイル２２８を半径方向外側に押し出し、トップフォイル２２８をさらにバンプフォイル２２２Ａ内に押し入れて、バンプフォイル２２２Ａを弾性変形させる。これにより、シャフトＳとトップフォイル２２８との間に空気軸受間隙２３０を形成する。図５Ａから分かる通り、バンプフォイル２２２Ａにおける波形部分の数は、トップフォイル２２８及びバンプフォイル２２２Ａの接点の数に相関する。フォイル部２１０Ａにおけるバンプフォイル２２２Ａの利用により、フォイル部２１０Ａに高剛性及び高負荷軸受容量が与えられる。
【0030】
図５Ｂは、図３のハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｂの第２実施形態の分解図である。フォイル部２１０Ｂは、軸受スリーブ２２０、フォイル２２２Ｂ、及びトップフォイル２２８を含む。フォイル２２２Ｂは、第１フォイル部２４０、第２フォイル部２４２、及び第３フォイル部２４４を含む。
【0031】
軸受スリーブ２２０は、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｂの外側本体部を形成する。バンプフォイル２２２Ａは、フォイル部２１０Ｂにおいて軸受スリーブ２２０の内面に沿って位置する。フォイル２２２Ｂは、第１フォイル部２４０、第２フォイル部２４２、及び第３フォイル部２４４を含む３つの異なる部位を有するバンプフォイルである。第１フォイル部２４０、第２フォイル部２４２、及び第３フォイル部２４４はすべて波形部分を有するバンプフォイルであり、異なる大きさの波形部分を有することができる。図５Ｂに示される実施形態において、第１フォイル部２４０及び第３フォイル部２４４は、同一の大きさ波形部分を有する。代替的な実施形態において、第１フォイル部２４０及び第３フォイル部２４４は、異なる大きさの波形部分を有することができる。波形部分は、剛性及び負荷容量に応じた大きさとすることができる。トップフォイル２２８は、フォイル２２２Ｂの内面に沿って位置する。トップフォイル２２８の第１端部とトップフォイル２２８の第２端部との間は、空気がシャフトＳとトップフォイル２２８との間の空間に流入することができるように、間隙が存在する。シャフトＳはトップフォイル２２８に隣接して位置し、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｂを通って延在する。
【0032】
シャフトＳが回転するにつれて、ハイブリッドフォイル軸受２００内の空気はトップフォイル２２８を半径方向外側に押し出し、トップフォイル２２８をさらにフォイル２２２Ｂ内に押し入れて、フォイル２２２Ｂを弾性変形させる。これにより、シャフトＳとトップフォイル２２８との間に空気軸受間隙が形成される。図５Ｂから分かる通り、フォイル２２２Ｂの第１フォイル部２４０、第２フォイル部２４２、及び第３フォイル部２４４のそれぞれにおける波形部分の数は、トップフォイル２２８とフォイル２２２Ｂとの間の接点の数に相関する。図５Ｂに示される実施形態は、フォイル２２２Ｂの両端の第１フォイル部２４０及び第３フォイル部２４４において、より大きな波形部分を有する。これにより、第１フォイル部２４０及び第３フォイル部２４４により高いばね定数が与えられ、トップフォイル２２８が第１フォイル部２４０及び第３フォイル部２４４に対するより高い封止を形成する。第２フォイル部２４２はより小さな波形部分を有し、より低いばね定数を有する。第２フォイル部２４２においてより高い空気圧が形成されるように、空気を第２フォイル部２４２内に取り込むことができる。これにより、フォイル２２２Ｂにはより高い負荷容量が与えられる。フォイル部２１０Ｂにおけるフォイル２２２Ｂの利用により、フォイル部２１０Ｂには高剛性及び高負荷軸受容量が与えられる。
【0033】
図５Ｃは、図３の５－５線による、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｃの第３実施形態の切欠断面図である。フォイル部２１０Ｃは、軸受スリーブ２２０、フォイル２２２Ｃ1、フォイル２２２Ｃ2、トップフォイル２２８、及び空気軸受間隙２３０を含む。
【0034】
軸受スリーブ２２０は、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｃの外側本体部を形成する。フォイル２２２Ｃ1及びフォイル２２２Ｃ2は、フォイル部２１０Ｃにおいて軸受スリーブ２２０の内面に沿って位置する。フォイル２２２Ｃ1及びフォイル２２２Ｃ2は、バンプフォイルである。フォイル２２２Ｃ1は、軸受スリーブ２２０の内面に隣接し、フォイル２２２Ｃ2は、フォイル２２２Ｃ1の内面に隣接する。図５Ｃに示される実施形態において、フォイル２２２Ｃ1は、より小さな波形部分を有し、フォイル２２２Ｃ2は、より大きな波形部分を有する。代替的な実施形態において、フォイル２２２Ｃ1は、フォイル２２２Ｃ2の波形部分の大きさよりも大きな波形部分を有する。トップフォイル２２８は、フォイル２２２Ｃ2の内面に沿って位置する。トップフォイル２２８の第１端部は半径方向外側に延在し、フォイル２２２Ｃ2に隣接して、トップフォイル２２８を所定の位置に保持する。トップフォイル２２８の第１端部とトップフォイル２２８の第２端部との間には、空気がシャフトＳとトップフォイル２２８との間の空間に流入することができるように、間隙が存在する。シャフトＳはトップフォイル２２８に隣接して位置し、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｃを通って延在する。
【0035】
シャフトＳが回転するにつれ、ハイブリッドフォイル軸受２００内の空気はトップフォイル２２８を半径方向外側に押し出し、トップフォイル２２８をさらにフォイル２２２Ｃ2内に押し入れて、フォイル２２２Ｃ2を弾性変形させる。これにより、シャフトＳとトップフォイル２２８との間に空気軸受間隙２３０が形成される。図５Ｃから分かる通り、バンプフォイル２２２Ｃ2における波形部分の数は、トップフォイル２２８とフォイル２２２Ｃ2との間の接点の数に相関する。さらに、フォイル２２２Ｃ2とフォイル２２２Ｃ1との間には、接点が存在する。トップフォイル２２８とフォイル２２２Ｃ2との間に、また、フォイル２２２Ｃ2とフォイル２２２Ｃ1との間に接点を有することにより、フォイル２２２Ｃ1及びフォイル２２２Ｃ2の負荷容量が高まる。フォイル部２１０Ｃにおけるフォイル２２２Ｃ1及びフォイル２２２Ｃ2の利用により、フォイル部２１０Ｃに高剛性及び高負荷軸受容量が与えられる。
【0036】
図５Ｄは、図３の５－５線による、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｄの第４実施形態の断面図である。フォイル部２１０Ｄは、軸受スリーブ２２０、複数のリーフフォイル２２２Ｄ、空気軸受間隙２３０、及び複数の切欠部２４６を含む。
【0037】
軸受スリーブ２２０は、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｄの外側本体部を形成する。複数のリーフフォイル２２２Ｄ及び複数の切欠部２４６は、フォイル部２１０Ｄにおいて軸受スリーブ２２０の内面に沿って位置する。軸受スリーブ２２０は、軸受スリーブ２２０の内径において、その中に切り込まれる複数の切欠部２４６を有する。各リーフフォイル２２２Ｄの第１端部は、軸受スリーブ２２０における切欠部２４６の１つ内に位置する。各リーフフォイル２２２Ｄは１つの切欠部２４６よりも外側に延在し、軸受スリーブ２２０の内径に沿う。各リーフフォイル２２２Ｄの第２端部は隣接するリーフフォイル２２２Ｄに重複する。図５Ｄに示される実施形態において、フォイル部２１０Ｄは９個のリーフフォイル２２２Ｄを含むが、フォイル部２１０Ｄは代替的な実施形態において、任意の数のリーフフォイル２２２Ｄを含むことができる。シャフトＳは複数のリーフフォイル２２２Ｄに隣接して位置し、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｄを通って延在する。
【0038】
複数のリーフフォイル２２２Ｄは軸受スリーブ２２０の内径全体の周囲に延在し、シャフトＳに隣接するトップフォイルとして作用するため、フォイル部２１０Ｄはトップフォイルを含まない。フォイル部２１０Ｄが図３に示されるハイブリッドフォイル軸受２００において利用される場合、トップフォイル２２８はフォイル部２１０Ｄにわたって延在しない。シャフトＳが回転するにつれ、ハイブリッドフォイル軸受２００内の空気が複数のリーフフォイル２２２Ｄを半径方向外側に押し出し、複数のリーフフォイル２２２Ｄを弾性変形させる。これにより、シャフトＳと複数のリーフフォイル２２２Ｄとの間に空気軸受間隙２３０が形成される。フォイル部２１０Ｄにおける複数のリーフフォイル２２２Ｄの利用により、フォイル部２１０Ｄに高剛性及び高負荷軸受容量が与えられる。
【0039】
図５Ｅは、図３の５－５線による、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｅの第５実施形態の断面図である。フォイル部２１０Ｅは、軸受スリーブ２２０、複数のフォイル２２２Ｅ、トップフォイル２２８、空気軸受間隙２３０、及び複数の支持部２４８を含む。
【0040】
軸受スリーブ２２０は、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｅの外側本体部を形成する。複数のフォイル２２２Ｅ及び複数の支持部２４８は、フォイル部２１０Ｅにおいて軸受スリーブ２２０の内面に沿って位置する。図５Ｅに示される実施形態においては、３つの支持部２４８が存在するが、代替的な実施形態においては、任意の数の支持部２４８とすることができる。複数の支持部２４８は軸受スリーブ２２０内に延在し、軸受スリーブ２２０の内径に沿った３つの異なる領域を形成する。複数のフォイル２２２Ｅは、複数の支持部２４８間に位置する。複数のフォイル２２２Ｅは、フォイル片である。複数のフォイル２２２Ｅは、カンチレバーＣを形成するように配置される。図５Ｅに示される実施形態においては、複数の支持部２４８によって画定される各領域内に形成される３つのカンチレバーＣが存在する。代替的な実施形態においては、任意の数のカンチレバーＣを形成することができる。トップフォイル２２８は、複数のフォイル２２２Ｅの内面に沿って位置する。トップフォイル２２８は、フォイル部２１０Ｅにおいて各支持部２４８に隣接する。シャフトＳはトップフォイル２２８に隣接して位置し、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｅを通って延在する。
【0041】
シャフトＳが回転するにつれ、ハイブリッドフォイル軸受２００内の空気はトップフォイル２２８を半径方向外側に押し出し、トップフォイル２２８を複数のフォイル２２２Ｅ内にさらに押し入れて、複数のフォイル２２２Ｅを弾性変形させる。これにより、シャフトＳとトップフォイル２２８との間に、空気軸受間隙２３０が形成される。複数のフォイル２２２Ｅによって形成されるカンチレバーＣは、複数のフォイル２２２Ｅがその強度を維持するための補助を行いながら、複数のフォイル２２２Ｅの変形からの応力を吸収する。フォイル部２１０ＥにおいてカンチレバーＣを形成する複数のフォイル２２２Ｅの利用により、フォイル部２１０Ｅに高剛性及び高負荷軸受容量が与えられる。
【0042】
図５Ｆは、図３のハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｆの第６実施形態の一部切欠斜視図である。フォイル部２１０Ｆは、軸受スリーブ２２０、複数のフォイル２２２Ｆ、複数のトップフォイル２２８、空気軸受間隙２３０、及び複数の突出部２４９を含む。
【0043】
軸受スリーブ２２０は、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｆの外側本体部を形成する。複数のフォイル２２２Ｆ及び複数の突出部２４９は、フォイル部２１０Ｆにおいて軸受スリーブ２２０の内面に沿って位置する。複数の突出部２４９は軸受スリーブ２２０から半径方向内側に延在し、各突出部２４９の両側にリップ部が形成される。図５Ｆに示される実施形態においては、３つの突出部２４９が存在するが、代替的な実施形態においては、任意の数の突出部２４９とすることができる。複数の突出部２４９は、軸受スリーブ２２０の内径に沿って３つの異なる領域を形成する。複数のフォイル２２２Ｆは、複数の突出部２４９間に位置する。複数のフォイル２２２Ｆは、スプリングフォイルである。各フォイル２２２Ｆは、シートに沿って延在する波形部分を含む。波形部分は、強度及び剛性に応じた大きさとすることができる。１つのフォイル２２２Ｆは、複数の突出部２４９間に形成される各領域内に位置する。複数のトップフォイル２２８は、複数のフォイル２２２Ｆの内面に沿って位置する。図５Ｆに示される実施形態においては、３つのトップフォイル２２８が存在するが、代替的な実施形態においては、フォイル２２２Ｆの数に対応する任意の数のトップフォイル２２８とすることができる。各トップフォイル２２８の第１端部は第１突出部２４９のリップ部とともに維持され、各トップフォイル２２８の第２端部は第２突出部２４９のリップ部とともに維持される。シャフトＳは複数のトップフォイル２２８に隣接して位置し、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０Ｆを通って延在する。
【0044】
シャフトＳが回転するにつれて、ハイブリッドフォイル軸受２００内の空気が複数のトップフォイル２２８を半径方向外側に押し出し、複数のトップフォイル２２８をさらに複数のフォイル２２２Ｆ内に押し入れて、複数のフォイル２２２Ｆを弾性変形させる。これにより、シャフトＳと複数のトップフォイル２２８との間に空気軸受間隙２３０が形成される。図５Ｆから分かる通り、複数のフォイル２２２Ｆにおける波形部分の数は、複数のトップフォイル２２８と複数のフォイル２２２Ｆとの間の接点の数に相関する。フォイル部２１０Ｆにおける複数のフォイル２２２Ｆの利用により、フォイル部２１０Ｆに高剛性及び高負荷軸受容量が与えられる。
【0045】
図５Ａ～５Ｆについて、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１０を参照して説明するが、ハイブリッドフォイル軸受２００のフォイル部２１４は、図５Ａ～５Ｆに示される構造のいずれかを有することができる。フォイル部２１０及びフォイル部２１４は、異なる実施形態において、同一の構造または異なる構造を有することができる。
【0046】
図３～５Ｆは、フォイル部２１０、金属メッシュ部２１２、及びフォイル部２１４を有するハイブリッドフォイル軸受２００を示す。ハイブリッドフォイル軸受２００は、金属メッシュ部２１２の高い減衰特性も利用しながら、フォイル部２１０及びフォイル部２１４の高剛性及び高負荷軸受容量を利用する。フォイル部のみを利用する軸受は、軸受を通って延在するシャフトの制御不能な振動に起因する、分数調波回転に伴う問題に直面する。制御不能な振動は、バンプフォイルが高い減衰特性を有さないために発生する。金属メッシュ部のみを利用する軸受は、軸受を通って延在するシャフトを偏心させる、経時的なたわみ及びクリープに伴う問題に直面する。シャフトが偏心する際に、シャフトとともに回転しているあらゆる部品も偏心し、これらの部品を静止部品に擦れ合わさせる可能性がある。これら部品を静止部品に擦れさせることにより、いずれの部品も摩耗し、より頻繁な部品の交換が必要となる可能性が生じ、部品が故障する危険性が生じる。
【0047】
ハイブリッドフォイル軸受２００は、第１フォイル部２１０、金属メッシュ部２１２、及び第２フォイル部２１４を利用する。第１フォイル部２１０及び第２フォイル部２１４は、高剛性及び高負荷軸受性能を有する。金属メッシュ部２１２は、高い減衰特性を有する。第１フォイル部２１０、金属メッシュ部２１２、及び第２フォイル部２１４の利用により、高い減衰特性も有しながら高剛性及び高負荷軸受性能を有するハイブリッドフォイル軸受２００が作成される。
【0048】
図６は、ハイブリッドフォイル軸受２５０の第２実施形態の断面図である。ハイブリッドフォイル軸受２５０は、第１金属メッシュ部２６０、フォイル部２６２、第２金属メッシュ部２６４、軸受スリーブ２７０、第１金属メッシュ２７２、フォイル２７４、第２金属メッシュ２７６、及びトップフォイル２７８を含む。図６にはまた、軸Ｚが示される。
【0049】
ハイブリッドフォイル軸受２５０は、第１金属メッシュ部２６０、フォイル部２６２、及び第２金属メッシュ部２６４を含む３つの部位を含む。フォイル部２６２は、第１金属メッシュ部２６０と第２金属メッシュ部２６４との間に位置する。軸受スリーブ２７０は円筒形状を有し、ハイブリッドフォイル軸受２５０の本体部を形成する。図６から分かる通り、軸Ｚは軸受スリーブ２７０の中心に延在する。軸受スリーブ２７０は、第１金属メッシュ部２６０及び第２金属メッシュ部２６４において第１肉厚Ｔ1を、また、フォイル部２６２において第２肉厚Ｔ2を有する。第１肉厚Ｔ1は、第２肉厚Ｔ2よりも薄い。代替的な実施形態において、軸受スリーブ２７０は、軸受スリーブ２７０にわたって同一の厚さを有する。
【0050】
第１金属メッシュ２７２は円筒形状であり、第１金属メッシュ部２６０における軸受スリーブ２７０の内面に隣接するように、軸受スリーブ２７０内に配置される。フォイル２７４は円筒形状であり、フォイル部２６２における軸受スリーブ２７０の内面に隣接するように、軸受スリーブ２７０内に配置される。第２金属メッシュ２７６は円筒形状であり、第２金属メッシュ部２６４における軸受スリーブ２７０の内面に隣接するように、軸受スリーブ２７０内に配置される。トップフォイル２７８は円筒形状であり、軸受スリーブ２７０内に位置する。トップフォイル２７８は、第１金属メッシュ２７２、フォイル２７４、及び第２金属メッシュ２７６の内面に隣接する。
【0051】
図７は、ハイブリッドフォイル軸受３００の第３実施形態の断面図である。ハイブリッドフォイル軸受３００は、第１金属メッシュ部３１０、第１フォイル部３１２、第２フォイル部３１４、第２金属メッシュ部３１６、軸受スリーブ３２０、第１金属メッシュ３２２、第１フォイル３２４、第２フォイル３２６、第２金属メッシュ３２８、及びトップフォイル３３０を含む。図７にはまた、軸Ｚが示される。
【0052】
ハイブリッドフォイル軸受３００は、第１金属メッシュ部３１０、第１フォイル部３１２、第２フォイル部３１４、及び第２金属メッシュ部３１６を含む４つの部位を含む。第１フォイル部３１２は、第１金属メッシュ部３１０と第２フォイル部３１４との間に位置する。第２フォイル部３１４は、第１フォイル部３１２と第２金属メッシュ部３１６との間に位置する。軸受スリーブ３２０は円筒形状を有し、ハイブリッドフォイル軸受３００の本体部を形成する。図７から分かる通り、軸Ｚは軸受スリーブ３２０の中心に延在する。軸受スリーブ３２０は第１金属メッシュ部３１０及び第２金属メッシュ部３１６において第１肉厚Ｔ1を、また、第１フォイル部３１２及び第２フォイル部３１４において第２肉厚Ｔ2を有する。第１肉厚Ｔ1は、第２肉厚Ｔ2よりも薄い。
【0053】
第１金属メッシュ３２２は円筒形状であり、第１金属メッシュ部３１０における軸受スリーブ３２０の内面に隣接するように、軸受スリーブ３２０内に配置される。第１フォイル３２４は円筒形状であり、第１フォイル部３１２における軸受スリーブ３２０の内面に隣接するように、軸受スリーブ３２０内に配置される。第２フォイル３２６は円筒形状であり、第２フォイル部３１４における軸受スリーブ３２０の内面に隣接するように、軸受スリーブ３２０内に配置される。第２金属メッシュ３２８は円筒形状であり、第２金属メッシュ部３１６における軸受スリーブ３２０の内面に隣接するように、軸受スリーブ３２０内に配置される。トップフォイル３３０は円筒形状であり、軸受スリーブ３２０内に位置する。トップフォイル３３０は、第１金属メッシュ３２２、第１フォイル３２４、第２フォイル３２６、及び第２金属メッシュ３２８の内面に隣接する。
【0054】
図８は、ハイブリッドフォイル軸受３５０の第４実施形態の断面図である。ハイブリッドフォイル軸受３５０は、金属メッシュ部３６０、フォイル部３６２、軸受スリーブ３７０、金属メッシュ３７２、フォイル３７４、及びトップフォイル３７６を含む。図８にはまた、軸Ｚが示される。
【0055】
ハイブリッドフォイル軸受３５０は、金属メッシュ部３６０及びフォイル部３６２を含む２つの部位を含む。金属メッシュ部３６０は、フォイル部３６２に隣接して位置する。軸受スリーブ３７０は円筒形状を有し、ハイブリッドフォイル軸受３５０の本体部を形成する。図８から分かる通り、軸Ｚは軸受スリーブ３７０の中心に延在する。軸受スリーブ３７０は金属メッシュ部３６０において第１肉厚Ｔ1を、また、フォイル部３６２においては第２肉厚Ｔ2を有する。第１肉厚Ｔ1は、第２肉厚Ｔ2よりも薄い。代替的な実施形態において、軸受スリーブ３７０は軸受スリーブ３７０にわたって同一の厚さを有する。
【0056】
金属メッシュ３７２は円筒形状であり、金属メッシュ部３６０における軸受スリーブ３７０の内面に隣接するように、軸受スリーブ３７０内に配置される。フォイル３７４は円筒形状であり、フォイル部３６２における軸受スリーブ３７０の内面に隣接するように、軸受スリーブ３７０内に配置される。トップフォイル３７６は円筒形状であり、軸受スリーブ３７０内に位置する。トップフォイル３７６は、金属メッシュ３７２及びフォイル３７４の内面に隣接する。
【0057】
図３に示されるハイブリッドフォイル軸受２００、図６に示されるハイブリッドフォイル軸受２５０、図７に示されるハイブリッドフォイル軸受３００、及び図８に示されるハイブリッドフォイル軸受３５０はすべて、ハイブリッドフォイル軸受の変形例である。さらなる変形例が理解され、ハイブリッドフォイル軸受は、様々な配置を有する任意の数のフォイル部と組み合わせられた、任意の数の金属メッシュ部を含むことができる。図１に示すエアサイクルマシン１０及び図２に示すエアコンプレッサ１００は、ハイブリッドフォイル軸受を利用することができる例示的な回転機である。図１に示すエアサイクルマシン１０は、ハイブリッドフォイル軸受とすることができる第１軸受７０及び第２軸受７４を含む。図２に示すエアコンプレッサ１００は、ハイブリッドフォイル軸受とすることができる第１軸受１３０及び第２軸受１３４を含む。図３に示されるハイブリッドフォイル軸受２００、図６に示されるハイブリッドフォイル軸受２５０、図７に示されるハイブリッドフォイル軸受３００、及び図８に示されるハイブリッドフォイル軸受３５０のいずれか、またはその変形例は、図１に示すエアサイクルマシン１０の第１軸受７０及び／または第２軸受７４、及び／または図２に示すエアコンプレッサ１００の第１軸受１３０及び／または第２軸受１３４として利用することができる。
【0058】
（可能な実施形態）
本発明の可能な実施形態の非独占的な説明を以下に記す。
本発明の可能な実施形態の非独占的な説明を以下に記す。
【0059】
軸受は、第１部分及び、第１部分に隣接する第２部分を有する軸受スリーブを含む。バンプフォイルは軸受スリーブの第１部分の内面に沿って延在し、金属メッシュは軸受スリーブの第２部分の内面に沿って延在する。トップフォイルは、第１部分のバンプフォイルの内面及び第２部分の金属メッシュの内面に沿って延在する。
【0060】
前項の軸受は、以下の特徴、構造及び／または付加的な部品の内の任意の１つ以上を任意に、付加的に、及び／または代替的に含むことができる。
【0061】
軸受は、第２部分に隣接する軸受スリーブ内の第３部分、及び、軸受スリーブの第３部分の内面に沿って延在するバンプフォイルを含むことができ、トップフォイルは第３部分のバンプフォイルの内面に沿って延在する。
【0062】
軸受スリーブは、第１部分及び第３部分において、第２部分における第２肉厚よりも厚い第１肉厚を有する。
【0063】
軸受は、第１部分に隣接する、軸受スリーブの第３部分を含むことができ、金属メッシュは、軸受スリーブの第３部分の内面に沿って延在し、トップフォイルは第３部分の金属メッシュの内面に沿って延在する。
【0064】
軸受スリーブは第１部分及び第３部分において、第２部分における第２肉厚よりも薄い第１肉厚を有する。
【0065】
バンプフォイルは、第１の大きさの波形部分を有する第１部分及び、第２の大きさの波形部分を有する第２部分を有し、第１の大きさは、第２の大きさよりも大きい。
【0066】
バンプフォイルは第１バンプフォイルであり、軸受は、第１バンプフォイルの内面に沿って延在する第２バンプフォイルをさらに含み、第１バンプフォイル及び第２バンプフォイルは、異なる大きさの波形部分を有する。
【0067】
回転機は、回転機内で回転するよう構成されたシャフト、シャフトよりも外側に位置する静止部品、及び、シャフトと静止部品との間に位置するハイブリッドフォイル軸受を含む。ハイブリッドフォイル軸受は、第１バンプフォイル部及び、第１バンプフォイル部に隣接する第１金属メッシュ部を有する。
【0068】
前項の回転機は、以下の特徴、構造及び／または付加的な部品の内の任意の１つ以上を任意に、付加的に、及び／または代替的に、含むことができる。
【0069】
ハイブリッドフォイル軸受は、第１バンプフォイル部及び第１金属メッシュ部を有する軸受スリーブ、軸受スリーブの第１バンプフォイル部内に位置する第１バンプフォイル、軸受スリーブの第１金属メッシュ部内に位置する第１金属メッシュ、ならびに、第１バンプフォイル部の第１バンプフォイルの内面及び第１金属メッシュ部の第１金属メッシュの内面に沿って延在するトップフォイルをさらに含む。
【0070】
ハイブリッドフォイル軸受は、第１金属メッシュ部に隣接する、軸受スリーブ内の第２バンプフォイル部、及び、軸受スリーブの第２バンプフォイル部の内面に沿って延在する第２バンプフォイルをさらに含み、トップフォイルは第２バンプフォイル部における第２バンプフォイルの内面に沿って延在する。
【0071】
ハイブリッドフォイル軸受は、第１バンプフォイル部に隣接する、軸受スリーブ内の第２金属メッシュ部、及び、軸受スリーブの第２金属メッシュ部の内面に沿って延在する第２金属メッシュをさらに含み、トップフォイルは、第２金属メッシュ部における第２金属メッシュの内面に沿って延在する。
【0072】
第１バンプフォイルは、第１の大きさの波形部分を有する第１部分、及び、第２の大きさの波形部分を有する第２部分を有し、第１の大きさは、第２の大きさよりも大きい。
【0073】
ハイブリッドフォイル軸受は第１バンプフォイルの内面に沿って延在する第２バンプフォイルをさらに含み、第１バンプフォイル及び第２バンプフォイルは異なる大きさの波形部分を有する。
【0074】
回転機は、回転機の中心軸に沿って延在するタイロッドを含むとともに、シャフトが、タイロッドとともに回転するよう構成され、回転機は、コンプレッサ入口、コンプレッサ出口、及びコンプレッサロータを含むコンプレッサ部を含むとともに、コンプレッサロータが、タイロッドとともに回転するように構成され、回転機は、モータハウジング、モータ固定子、及びモータロータを含んだ、モータを含む。
【0075】
回転機は、回転機の中心軸に沿って延在するタイロッドを含むとともに、シャフトが、タイロッドとともに回転するよう構成され、回転機は、ファン入口、ファン出口、及びファンロータを有するファン部を含むとともに、ファンロータが、タイロッドとともに回転するよう構成され、回転機は、コンプレッサ入口、コンプレッサ出口、及びコンプレッサロータを含むコンプレッサ部を含むとともに、コンプレッサロータが、タイロッドとともに回転するよう構成され、回転機は、第１タービン入口、第１タービン出口、及び第１タービンロータを含む第１タービン部を含むとともに、第１タービンロータが、タイロッドとともに回転するよう構成され、回転機は、第２タービン入口、第２タービン出口、及び第２タービンロータを含む第２タービン部を含むとともに、第２タービンロータが、タイロッドとともに回転するよう構成される。
【0076】
本発明については、例示的な実施形態（複数可）を参照して説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が加えられてもよく、かつ等価物がその要素と置換されてもよいことが当業者には理解される。さらに、その本質的な範囲から逸脱することなく特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの修正を加えてもよい。したがって、本発明は特定の実施形態（複数可）のみに限定されず、本発明が添付の特許請求の範囲に該当する全ての実施形態を含むことが意図される。
【符号の説明】
【0077】
２００…ハイブリッドフォイル軸受
２１０…第１フォイル部
２１２…金属メッシュ部
２１４…第２フォイル部
２２０…軸受スリーブ
２２２…第１フォイル
２２４…金属メッシュ
２２６…第２フォイル
２２８…トップフォイル
２１０…第１フォイル部
２１２…金属メッシュ部
２１４…第２フォイル部
２２０…軸受スリーブ
２２２…第１フォイル
２２４…金属メッシュ
２２６…第２フォイル
２２８…トップフォイル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図6】
【図7】
【図8】